Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud http://biotecnia.unison.mx
ISSN: 1665-1456
1 Tecnológico Nacional de México/ Instituto Tecnológico de Zacatepec. Col. Center, # 27. Zacatepec, Morelos. C.P. 62780, México.
2 Post-Doctoral. (CEPROBI). Instituto Politécnico Nacional. Car. Yautepec-Jojutla, 6.8, San Isidro, Yautepec. Morelos. C.P. 62730,
México.
Ipomoea batatas (L.) Lam. extracts and their allelopathic effect on weeds
Muchos de los metabolitos secundarios que se sintetizan en plantas tiene efectos alelopáticos. Tales aleloquímicos, son excretados por diferentes vías y llegan a estimular, retrasar o inhibir eventos como germinación, crecimiento o desarrollo otras plantas aledañas, fenómeno alelopático que tiene una especial atención en los últimos años, en agroecología, por evidentes propiedades herbicidas. Algunos estudios, han permitido el desarrollo de nuevo bioherbicidas para el con- trol de arvenses, en sustitución de herbicidas sintéticos. El objetivo de estos ensayos fue evaluar el efecto alelopático de extractos acuosos y etanólicos de Ipomoea batatas a diferen- tes concentraciones (0, 1, 2 y 3.33 %) sobre plantas aceptoras: Amaranthus hypochondriacus y Portulaca olecarea en condi- ciones controladas, tomando como variables respuesta; la germinación total (GT), índice de velocidad de germinación (IVG) y longitud radicular (LR). Los resultados mostraron que los extractos acuoso pH 7 no tuvieron efecto sobre la germinación de A. hypochondriacus, observándose un ligero retraso en la velocidad de germinación y efecto estimulante en la longitud radicular a concentraciones de 2 y 3.3 %. Cuan- do se probó el extracto acuoso a pH 5, se evidenció efecto inhibitorio significativo en las tres variables respuesta, lo cual aumentaba con la concentración sobre las aceptoras, siendo más sensible en P. oleracea. Similar resultado se obtuvo con el extracto etanólico, donde el efecto inhibitorio fue depen- diente de la concentración y A. hypochindriacus la especie más sensible hasta llegar a una inhibición del 100 % de la germinación incluso con la dosis más baja.
Many secondary metabolites that are synthesized in plants have allelopathic effects. Such allelochemicals are excreted by different routes and come to stimulate, delay or inhibit events such as germination, growth or development of other neighboring plants, an allelopathic phenomenon that has received special attention in recent years in agroecology due to its evident herbicidal properties. Some studies have allowed the development of new bioherbicides for control of weeds, replacing synthetic herbicides. The objective of these
Volumen XXV, Número 3
trials was to evaluate the allelopathic effect of aqueous and ethanolic extracts of Ipomoea batatas at different concentra- tions (0, 1, 2 and 3.33 %) on acceptor plants as: Amaranthus hypochondriacus and Portulaca olecarea under controlled conditions, taking as response variables total germination (GT), germination speed index (IVG) and root length (LR). The results showed that aqueous extracts at pH 7, had no effect on the germination of A. hypochondriacus, observing a slight delay in the speed of germination and a stimulating effect on root length at concentrations of 2 and 3.3 %. When the aqueous extract at pH 5 was tested, a significant inhibitory effect was evidenced in the three response variables, which increased with the concentration on the acceptors, being P. oleracea more sensitive. A similar result was obtained with the ethanolic extract, where the inhibitory effect was depen- dent on the concentration and A. hypochindriacus the most sensitive species until reaching 100 % germination inhibition even with the lowest dose.
Keywords. Allelochemicals, allelopathy, Portulaca oleracea, Amaranthus hypochondriacus, acceptor species.
En la actualidad existen innumerables razones que sus- tentan el interés por los bioherbicidas, por un menor daño medioambiental y toxicológico (González, 2009). Muchas especies de plantas producen considerable cantidad de compuestos biológicamente activos que afectan directa o indirectamente las interacciones planta-planta y planta-an- imal en un mismo hábitat (Lines y Fournier, 1979). Durante los últimos cincuenta años el uso continuo y desmedido de compuestos químicos sintéticos bajo sistemas de pro- ducción agrícola, han generado contaminaciones al medio ambiente, acelerando la erosión del suelo, deteriorando las fuentes hídricas, inclusive influyendo de manera negativa en la salud humana y biodiversidad (Trujillo, 2008; Hernández et al., 2010; Flores et al., 2015), siendo el centro de atención de muchos especialistas, principalmente en la rama agrícola (Espejo et al., 2010). Una alternativa prometedora, son las alelopatías, que en una agricultura sustentable permiten un equilibrio ecológico (Torres et al., 2003).
(Sampietro, 2003) relacionó la alelopatía como un fenómeno biológico en el que un tipo de organismo sin-
*Autor para correspondencia: Ricardo Hernández Pérez
Correo-e: jsantaclara57@yahoo.es
tetizan varios componentes químicos (aleloquímicos) que intervienen en la reproducción, crecimiento, desarrollo o supervivencia de organismos diferentes. Los aleloquímicos pueden implicar resultados beneficiosos, lo que se le conoce como alelopatía positiva, así como resultados nocivos a los organismos aceptores, lo que se conoce como alelopatía negativa.
Krautmann et al. (2001) comprobaron que el efecto alelopático positivo, se manifiesta cuando la especie vegetal influye, específicamente cuando hay estimulación de los procesos vitales de la especie aceptora. Mientras, el efecto negativo se presenta cuando los metabolitos secundarios de la planta donante, afectan significativamente los mismos procesos vitales en la planta aceptora, ocasionando hasta la muerte de la aceptora. Aunque, existe la posibilidad de que simplemente sea indiferente, cuando no influyen sobre el desarrollo de la planta invasora. Tales efectos se basan en el comportamiento de cada aceptor frente a los agentes alelopáticos.
Los aleloquímicos expulsado, juegan un papel decisivo sobre todo en prácticas agroecológicas, reflejándose direct- amente sobre los rendimientos de las plantas cultivadas (Al- buquerque et al., 2011). De hecho, el proceso o mecanismo evolutivo (selección natural) es el resultado de la competen- cia entre genotipos estrechamente relacionados (Margalef, 1980) citado por Anaya et al. (2016).
Actualmente se conocen más de 15,000 metabolitos secundarios con diferentes propiedades químicas. De estos un gran número poseen carácter alelopático (Cárdenas, 2014). Por lo que el objetivo del ensayo fue evaluar el efecto alelopático de extractos acuosos y etanólicos de I.batatas, sobre plantas aceptoras de A. hypochondriacus y P. olecarea, a diferentes concentraciones bajo condiciones controladas.
Los ensayos se realizaron en el departamento de postgrado (DEPI) del Instituto Tecnológico de Zacatepec, estado de Morelos, México.
Las semillas de A. hypochondriacus fueron donadas por el Dr. Hernández, investigador postdoctoral del (CEPROBI)/ Instituto Nacional Politécnico, México. mientras que las semi- llas de plantas fueron adquiridas comercialmente.
Se colectaron en campo plantas de I. batatas de las que se seleccionaron hojas y tallos, las que fueron secadas al sol durante 15 días hasta lograr una deshidratación total. La biomasa fue molida en licuadora y luego tamizada (malla 50), hasta lograr suficiente material para los ensayos, el cual fue almacenado en bolsas ziploc y recipiente de plástico, etiquetados y mantenidos en oscuridad a baja humedad H.R.
Método de extracción (sólido-líquido)
Para la obtención de extractos se maceró la biomasa en la relación 1:30 p/v agitación constante según la meto- dología de (Hernández et al., 2015), formándose dos tipos de extractos (acuoso y etanólico). La extracción acuosa se formuló según lo descrito por Hernández et al. (2017), a partir de 5 g de biomasa molinada tamizada y disuelta en 150 mL
de agua destilada estéril a pH de 7.0. La mezcla fue homo- genizada bajo agitación constante (300 rpm/ 24 h.) y en oscuridad a temperatura (22 ± 2°C). Luego la mezcla se filtró, por gasa doble y posteriormente el líquido se filtró al vacío. La concentración máxima del extracto fue ajustada a (3.33
%), a partir de la cual se prepararon las fracciones diluidas a concentraciones de 1 y 2 %. Luego se ajustó pH en rango de 6 -7.2. Finalmente, los recipientes de cristal rotulados, fueron conservados a 4 °C en oscuridad hasta su uso. La extracción etanólica, fue preparada con 5 g de biomasa en etanol ab- soluto (96 - 98 %) en relación 1:30 p/v, agitación constante a (300 rpm/24 h) a temperatura ambiente y en oscuridad. Las soluciones formadas, siguieron la misma preparación que el extracto acuoso, con máxima concentración (3.33 %) y partiendo de esta se prepararon 1 y 2 %, agregando el disol- vente en las proporciones requeridas y finamente se llevaron a pH 7. Los recipientes se sellaron y se conservaron a 4 °C en oscuridad hasta su uso.
Un control positivo con biomasa de I. batata, gentilmente cedida por Hernández (2017), conformó un extracto referen- ciado al (3.33 %) en relación 1:30 (soluto/solvente). Este tuvo la misma preparación que los extractos antes mencionados, partiendo de 3 gramos de dicha biomasa y preparada al mo- mento de ser requeridos en cada ensayo.
Los bioensayos de laboratorio fueron realizados en pla- cas de Petri estériles, según lo descrito por (Rodríguez et al., 2014; Hernández, 2015). En cada bioensayo se usó un diseño de bloques completamente al azar, formado por cinco tra- tamientos, que incluyó cuatro concentraciones de extracto (tratamientos) con tres repeticiones. Además de establecer un control con agua estéril y un control positivo dosis (3.33
%). La unidad experimental fue una placa de Petri con 24 se- millas de las especies receptoras para un total de 72 semillas por tratamiento (Tabla1).
Para verificar el efecto de los extractos, se evaluó el número de semillas germinadas, cada día hasta el cuarto día, considerándose semilla germinada, cuando la radícula alcan- zó un mínimo (0.5 - 1 mm). Para observar la germinación de semillas se utilizó una lupa de 8.5 cm Ø.
A partir de esto, se calculó la Germinación Total (GT) y el Índice de velocidad de germinación (IVG) en cada trata-
Tabla 1. Diseño experimental general y resumido para los bioensayos.
Table 1. General and summary experimental design for bioassays.
Tipo de extracto | Tratamientos | Dosis /Conc. | Volumen asperjado | Total de UE | No. de semillas por UE |
Acuoso (EA) | T0 (Control -) T1 T2 T3 T4 (Control +) | 0 % p/v 1 % p/v 2 % p/v 3.33 % p/v 3.33 % p/v | 5 mL | 15 | 24 |
Etanólico (EE) | T0 (Control -) T1 T2 T3 T4 (Control +) | 0 % p/v 1 % p/v 2 % p/v 3.33 % p/v 3.33 % p/v | 5 mL | 15 | 24 |
miento. Así mismo, se tomaron al azar 10 plantas por cada unidad experimental (30 plantas) por tratamiento, a las que se les midió la longitud radicular (LR) (cm), con ayuda de una regla. Las ecuaciones registradas fueron:
Germinación Total (GT) (Hernández et al., 2017) Formula: GT= [NT x 100] /N
Donde:
NT: Número de semillas germinadas en la última evaluación del experimento.
N: Número de semillas utilizadas en el bioensayo.
Índice de Velocidad de Germinación (IVG) (Hernández et al.,
2015)
Formula: IVG= G1 / N1 + G2 / N2 + ... + Gn / Nn
Donde:
G1, G2, Gn: Número de semillas germinadas, en el primer, segundo, hasta el último conteo.
N1, N2, Nn: Tiempo en días desde el primer, segundo, hasta último conteo.
Longitud radicular (Pereira et al., 2019).
Los datos registrados con las variables respuesta, germi- nación total (GT), índice de velocidad de germinación (IVG) y longitud radicular (LR), fueron procesados en un análisis de varianza (ANOVA). Previo a la verificación de los supuestos de homogeneidad de la varianza, acompañado de una prueba Tukey (ᾳ ≤ 0,05), para determinar si existían diferencias sig- nificativas entre tratamientos. Previo a cada bioensayo se verificó la viabilidad de las semillas de cada especie aceptora, garantizando un máximo de germinación superior al 80 %, según Zamorano y Fuentes (2005).
Cuatro bioensayos se ejecutaron, utilizando los extractos acuoso pH 7 y pH 5, con la especie aceptora A. hypochon- driacus o P. oleracea en placas de Petri. El papel absorbente (sanitas) sirvió para formar una cámara húmeda. Se usaron 24 semillas por placa y se les asperjó 5 mL del extracto, o solo agua en el caso del control absoluto. Se mantuvieron entre 3 – 4 días (72 horas) para garantizar la germinación de las semillas y si formaban plantas de buen tamaño. A cada placa se les añadió 1.0 mL de agua destilada estéril cada día para humedecer el papel absorbente. Se estableció el control del fotoperiodo con un sensor ajustando 16 h luz y 8 h oscuridad a temperatura ambiente de 25 ºC ± 2. Los otros dos bioensa- yos fueron usando extracto etanólicos pH 5.0, con las mismas especies de A. hypochondriacus o P. oleracea en placas de Petri, aplicado las dosis (0,1,2 y 3.33 %) y un control positivo.
La germinación de A. hypochondriacus no se vio afectada por ninguna de las concentraciones, no hubo diferencia significa- tiva entre los tratamientos (p > 0.05), el extracto no influyó en el proceso fisiológico de germinación (GT) (Tabla 2). Por otro
lado, el índice de velocidad de germinación (IVG), evidenció un ligero retraso en la cantidad de semillas germinadas/día de un tratamiento a otro, se demostró algunas diferencias significativas entre los tratamientos (p< 0.05).
Tabla 2. Influencia de las diferentes concentraciones de extracto acuoso de
I. batatas con un pH ligeramente alcalino sobre A. hypochondriacus. Letras iguales no difieren significativamente entre tratamientos, según prueba Tukey (p< 0.05).
Table 2. Influence of the different concentrations of I. batatas aqueous
extract with a slightly alkaline pH on A. hypochondriacus. Equal letters do not differ significantly between treatments, according to the Tukey test (p< 0.05).
Tratamientos | N GT (%) | IVG (semillas/día) | N | LR (cm) |
T0 (Control) | 3 94.44 a | 23.556 a | 30 | 2.487 c |
T1 (1 % p/v) | 3 88.89 a | 20.44 ab | 30 | 3.843 b |
T2 (2 % p/v) | 3 91.70 a | 21.33 a | 30 | 4.283 ab |
T3 (3.33 % p/v) | 3 88.89 a | 19.278 ab | 30 | 5.130 a |
T4-C+ (3.33 % p/v) | 3 88.89 a | 14.28 b | 30 | 4.097 b |
D. E | 7.05308 | 2.44760 | 1.19136 |
Resultados similares obtuvo Silva (2013) cuando utilizó lixiviados acuosos (pH 7.2) a partir de diferentes tejidos secos de zacate (P. ciliare). Tales lixiviados no generaron inhibición en la germinación de A. hypochondriacus entre 24 y 48 horas, con germinación cercana al 100 %. Solo hubo efecto en el tamaño de la radícula en la misma especie, durante las pri- meras 24 horas, pero no se mantuvo al llegar a las 48 horas. González (2011), quien aplicó extracto acuoso de E. gom- phocephala a concentraciones de (10, 30, 50 y 100 %) sobre semillas de A. hybridus, observó efectos significativos entre los tratamientos en cuanto a la germinación: Sin embargo, registró un incremento de la germinación de A. hybridus, cuando se aplicó extracto en concentraciones altas (50 y 100 %). Según Torres et al. (2003), I. batatas aplicada direc- tamente al suelo en concentraciones (0, 75 y 100 %) sobre A. crassipes Schlecht), mostraron solo una mayor concentración inhibitoria significativamente sobre la germinación, pero sin efecto alguno sobre la altura de las plantas.
La germinación (GT), el IVG y longitud radicular (LR) de ambas especies fueron afectadas, conforme aumentaba la concentración del extracto, el efecto inhibitorio fue más drástico, sobre todo con la concentración de extracto acuoso más alta (3.33 %), la que correspondió al tratamiento (3.33 %)
y al control (C+). Para ambos tratamientos, no hubo diferen- cias significativas respecto a las variables respuesta (Tabla 3). Sin embargo, se puede inferir, que la dosis (3.33 %) obtuvo mejores resultados de inhibición, debido a que el extracto acuoso de ese mismo tratamiento, fue obtenido con partes vegetativas del camote, mientras que el extracto acuso del control positivo se obtuvo a parir de hojas y tallos.
Tabla 3. Influencia de las diferentes concentraciones de extracto acuoso de
I. batatas con pH ligeramente ácido, utilizando semillas de A. hypochondria- cus. Medias con letras iguales en una misma columna no difieren significati- vamente entre estas. Prueba Tukey (p < 0.05).
Table 3. Influence of different concentrations of I. batatas aqueous extract
with slightly acidic pH, using A. hypochondriacus seeds. Means with the same letters in the same column do not differ significantly between them. Tukey test (p < 0.05).
Tratamientos | N | GT (%) | IVG (semillas/día) | N | LR (cm) |
T0 (Control) | 3 | 94.44 a | 36.94 a | 15 | 5.367 ab |
T1 (1 % p/v) | 3 | 90.28 a | 23.81 b | 15 | 4.087 b |
T2 (2 % p/v) | 3 | 84.72 a | 11.194 c | 15 | 5.72 a |
T3 (3.33 % p/v) | 3 | 9.72 b | 1.69 c | 15 | 0.033 c |
T4-C+ (3.33 % p/v) | 3 | 56.9 ab | 4.64 c | 15 | 0.583 c |
D. E | 18.7885 | 4.22224 | 1.28856 |
Este efecto pudo atribuirse a compuestos fenólicos presentes en el camote. Al respecto, estudios realizados por Hernández et al. (2015), afirmaron que el efecto inhibitorio del camote, está estrechamente relacionado con la parte de la planta que se utilice y el tipo de extracto. Sus resultados, fueron con extracto acuoso de camote I. batatas (L.) Lam. (CEMSA 78-354). Cuando aplicaron el extracto sobre semillas de A. spinosus y P. oleracea a 1 % y el control, obtuvieron efectos tanto de estimulación como de inhibición en de- pendencia de la parte de la planta utilizada. En el tamizaje fitoquímico los aleloquímicos presentes en camote, como los compuestos fenólicos, estaban concentrados en la inflo- recías, seguido del follaje (Figura 1).
De acuerdo con Latif et al. (2017), la actividad alelopática positiva o negativa de los compuestos fenólicos o en general de los aleloquímicos, depende directamente de su concen- tración, en especial con dosis bajas, que suelen presentar efecto estimulativo. Lo que coincide con los resultados ob- tenidos para A. hypochondriacus y P. oleracea, en el caso de germinación, obtenidos a concentraciones de (1 y 2 %), muy cercanos al tratamiento control.
No hubo diferencias significativas entre esos tratamien- tos, el mejor efecto inhibitorio se mostró hasta la mayor concentración, lo mismo paso con la longitud radicular, en general hubo diferencias significativas entre los tratamientos de ambas especies. En A. hypochondriacus la longitud radicu- lar del control fue muy similar a las de dosis menores (1 y 2 %) ya que los valores fueron muy cercanos y en efecto lo fueron, entre el tratamiento (control) y al (1 %) no hubo diferencia ni entre el control y la dosis (2 %), sin embargo, el mejor efecto estimulatorio se evidenció con la concentración de 2 %, pero la longitud radicular fue inhibida con el tratamiento aplicado a 3,3 % y el control (Tabla 4).
Tabla 4. Influencia de las diferentes concentraciones de extracto acuoso de
I. batatas con un pH ligeramente ácido sobre semillas de P. oleracea. Medias que no comparten una letra en común son significativamente diferentes según prueba Tukey (p < 0.05).
Table 4. Influence of different concentrations of aqueous extract of I. batatas
Tratamientos | N | GT (%) | IVG (semillas/día) | N | LR (cm) |
T0 (Control) | 3 | 86.11 a | 42.39 a | 15 | 2.407 a |
T1 (1 % p/v) | 3 | 79.17 a | 24.97 b | 15 | 3.267 a |
T2 (2 % p/v) | 3 | 68.1 a | 8.14 c | 15 | 1.150 b |
T3 (3.33 % p/v) | 3 | 2.78 b | 0.278 d | 15 | 0.00733 c |
T4-C+ (3.33 % p/v) | 3 | 4.17 b | 0.361 d | 15 | 0.01133 c |
D. E | 11.3346 | 2.42030 | 0.917924 |
with slightly acidic pH, using A. hypochondriacus seeds. Means with the same letters in the same column do not differ significantly between them. Tukey test (p< 0.05).
a) b) c)
d) e)
Figura 1. Semillas de A. hypochondriacus tratadas con extracto acuoso
ligeramente ácido a diferentes concentraciones. Longitud radicular (LR) y velocidad de germinación (IVG), indicadores del efecto inhibidor. a) Semillas sin tratar: b) dosis 1 % p/v, c) dosis 2% /v ,d) dosis 3.33 % p/v, e) tratamiento Control (+ 3.33 % p/v) .
Figure 1. Seeds of A. hypochondriacus treated with slightly acid aqueous extract at different concentrations. Root length (LR) and germination speed (IVG), indicators of the inhibitory effect. a) Untreated seeds: b) dose 1% p/v,
dose 2 % /v, d) dose 3.33 % p/v, e) Control treatment (+ 3.33 % p/v).
En el caso de P. oleracea el mejor efecto positivo radicular ocurrió, con la menor dosis (1 %). La dosis de 2 %, promovió la inhibición considerablemente, en cuanto a la longitud ra- dicular, mientras que de la misma forma se expresó el mejor efecto inhibitorio, con la mayor concentración del extracto.
En cuanto al índice de velocidad de germinación (IVG) para ambas especies, fue muy notorio el retraso de germina- ción, la cantidad de semillas/día disminuía paulatinamente conforme aumentaba la concentración del extracto y de igual manera hubo diferencias significativas entre los tratamientos. A grandes rasgos, los resultados indicaron que P. oleracea fue la especie de arvense más sensible frente al efecto alelopá- tico del extracto acuoso de I. batatas. En relación con esto, Torres et al. (2003) mencionó que algunos de los aleloquími- cos responsables de los efectos estimulantes y de inhibición se deben a compuestos fenólicos como el ácido cafeico y los flavonoides epigenina y naringenina, encontrados en partes de la planta del camote. Mismos que son estimulantes de las AIA- oxidasa, por lo que reducen los niveles de auxina (AIA) y por ende disminuye el crecimiento.
Por el contrario, derivados fenólicos como el ácido cloro- génico y flavonoides como la quercetina y rutina, poseen la capacidad de estimular el crecimiento al inhibir la actividad de las AIA oxidasa. Otros investigadores también han afirma- do que en el extracto acuoso de I. batatas, están presentes ácidos fenólicos, los cuales son conocidos por inhibir tanto la síntesis de proteínas como de hormonas inclusive tienen la capacidad de modificar la composición ultraestructural celu- lar, la división celular, la estabilidad de la membrana celular, la biosíntesis de clorofila y la absorción de iones (Soni et al., 2019).
Mientras que Hernández et al. (2017) comprobaron que la actividad alelopática de esta especie fue detectada mediante un microensayos, lo que corrobora los resultados en estos experimentos.
Por otra parte, recientemente Pérez-Peralta et al. (2019) informó también el efecto alelopático de Ipomoea purpurea
L. Roth una especie cercana a la usada en estos experimentos. Scavo et al. (2019) obtuvieron efecto alelopático simi- lares, con extractos acuosos de hojas de tres variedades de Cynara cardunculus L. (alcachofa, cardo cultivado y silvestre), sobre el crecimiento de plántulas de A. retroflexus y P. olera- cea. Estos también, mencionaron que los efectos alelopáticos fueron diferentes en relación al genotipo de las especies
aceptoras, siendo P. oleracea la más susceptible.
La longitud radicular (LR) fue la variable más afectada en el bioensayo (- 32.6 %). Es importante resaltar que se utilizó una única concentración de los extractos (80 %) y solo se comparó su actividad alelopática respecto al control que fue agua bidestilada (Figura 2).
Sobre los metabolitos secundarios que se identificaron y al que se atribuyó el efecto alelopático fueron: apigenin y lu-
a) b) c)
e)
Figura 2. Semillas de P. oleracea tratadas con extracto acuoso ligeramente ácido a diferentes concentraciones. Lon-gitud radicular (LR) y velocidad de germinación (IVG), indicadores del efecto inhibidor. a) Semillas sin tratar: b) dosis 1 % p/v, c) dosis 2 % /v ,d) dosis 3.33 % p/v, e) tratamiento Control (+ 3.33 % p/v) .
Figure 2. P. oleracea seeds treated with slightly acidic aqueous extract at different concentrations. Root length (LR) and velocity indicators of the inhi- bitory effect. a) Untreated seeds: b) dose 1% p/v, c) dose 2 % /v, d) dose 3.33
% p/v, e) Control treatment (+ 3.33 % p/v).
teolin 7-O-glucorodine (solo detectado en el cardo silvestre), apigenin 7-O-glucoside presente en alcachofa, así como tam- bién 11,13-dyhidro-deacylcynaropicrin y 11,13-dihydroxi- 8-deoxygrosheimin (característicos del cardo cultivado) (Scavo et al., 2019).
También El-Shora y El-Gawad (2014), en bioensayos de germinación para evaluar el efecto alelopático de extracto acuoso de (Lipinus termis L.) sobre P. oleracea, señalaron que el porcentaje de germinación de P. oleracea se redujo consi- derablemente cuando aumentaba la concentración del ex- tracto, las concentraciones que se aplicaron fueron (0,2, 0,4, 0,6, 0,8 y 1 mg/mL), encontraron que el (%) de germinación se redujo alrededor del 78.8 % respectivamente después de aplicar la concentración más alta de extracto acuoso. Sin embargo, los autores no identificaron los aleloquímicos res- ponsables de tal efecto. Resultados similares obtuvo Al-Harbi (2018), al estudiar el efecto alelopático de extractos acuosos de hojas de Rhanterium epapposum y Salsola imbricata a dis- tintas concentraciones (0, 20, 40 y 60 %) sobre la germinación y longitud radicular y de brotes de dos especies de arvenses (P. oleracea y C. murale). Se demostró un mayor efecto alelo- pático negativo en la germinación de C. murale cuando se aplicaron los extractos de mayor concentración (40 y 60 %) sin embargo fue más notorio el efecto alelopático negativo a la mayor concentración (60 %) sobre la germinación de semillas de ambas arvenses. También se evidencio que tan- to la longitud radicular como la de los brotes de P.oleracea fueron más sensibles a la alelopatía del extracto de hoja de
R. epapposum en comparación con el extracto de hoja de S. imbricata.
En este último bioensayo se pudo determinar que A. hypo- chondriacus fue mucho más sensible que P. oleracea respecto con el extracto etanólico, con evidente efecto alelopático ne- gativo (inhibición) total, en la germinación desde la dosis de (1 %). Solo hubo germinación (GT) en el tratamiento control que fue de 98.61 % (Figura 3).
Sin embargo, para P. oleracea el efecto que la inhibición sobre la germinación, tuvo un aumento conforme aumentó la concentración del extracto etanólico, con diferencias signi- ficativas entre los tratamientos (p < 0.05) (Tabla 5).
Al igual que para el IVG el efecto fue inversamente proporcional a la concentración del extracto. La cantidad de semillas germinadas por día, fue disminuyendo conforme aumentaba la concentración del extracto, en cuanto a la longitud radicular (LR) de esa misma especie de arvense.
También se mostró diferencias significativas entre los tratamientos, con efecto inhibitorio que comenzó a notarse desde la dosis de 2 %, a 3.33 %, con aumento ligero del tama- ño, pero sin diferencias entre los dos tratamientos menciona- dos (Figura 4).
El mejor efecto inhibitorio resultó cuando se aplicó el tratamiento control (3,33 %), aunque no hubo diferencia con la dosis 2%, mucho mejor tal efecto alelopático negativo, por
a) b) c)
e)
Figura 3. Semillas de A. hypochondriacus tratadas con extracto etanólico a diferentes concentraciones. Radículas no visibles en semillas, indican que hubo efecto. a) Semillas sin tratar: b) dosis 1 % p/v, c) dosis 2 % p/v, d) dosis
3.33 % p/v, e) tratamiento Control (+ 3.33 % p/v).
Figure 3. A. hypochondriacus seeds treated with ethanol extract at diffe- rent concentrations. Radicles not visible in seeds indicate that there was an effect. a) Untreated seeds: b) dose 1 % p/v, c) dose 2% /v, d) dose 3.33 % p/v,
Control + (3.33 % p/v).
Tabla 5. Influencia de las diferentes concentraciones de extracto etanólico de I. batatas sobre semillas de P. oleracea. Medias con letras iguales son significativamente diferentes. Tukey (p< 0.05).
Table 5. Influence of the different concentrations of I. batatas ethanolic
extract on P. oleracea seeds. Means with the same letters are significantly different. Tukey (p< 0.05).
Tratamientos | N | GT (%) | IVG (semillas/día) | N | LR (cm) |
T0 (Control) | 3 | 80.56 a | 34.11 a | 15 | 3.24 a |
T1 (1 % p/v) | 3 | 73.61 a | 22.06 b | 15 | 2.787 ab |
T2 (2 % p/v) | 3 | 22.2 b | 4.11 c | 15 | 1.147 cd |
T3 (3.33 % p/v) | 3 | 12.50 b | 2.333 c | 15 | 1.767 bc |
T4-C+ (3.33 % p/v) | 3 | 2.78 b | 0.556 c | 15 | 0.420 d |
D. E | 9.91865 | 2.88900 | 1.14498 |
otro lado, el tratamiento control, evidenció mejor efecto in- hibitorio que el tratamiento (3,33 %), aunque se refiere a una misma dosis, pero con posibles diferencias, con las partes de la planta que se utilizaron para obtener cada extracto.
Los metabolitos implicados con este efecto, posible- mente se encuentren en mayor abundancia en las hojas y tallos, pero en general los resultados del efecto alelopático negativo fueron satisfactorios.
Resultados similares obtuvo Hernández (2016), al evaluar los efectos alelopáticos de extractos acuosos y eta- nólicos de I. batatas (hojas, tallos raíces e inflorencias) sobre
P. oleracea y A. spinosus a concentraciones de (5 y 10 %). Este mostró un efecto inhibitorio sobre P. oleracea con extracto etanólico (5 %) a partir de hojas, al (10 %) con tallos y (10 %) con hojas de camote mostraron diferencias significativas res- pecto al control y testigo. Por otro lado, no hubo germinación de las semillas de A. spinosus (inhibición total) al aplicar las concentraciones (1,5 y 10 %) de extracto etanólico obtenido a partir de hojas, así como también a la concentración de 10
%, a partir de inflorencias, tallos, corteza y follaje.
b) c)
e)
Figura 4. Experimento 5- Semillas de P. oleracea tratadas con extracto eta- nólico a diferentes concentraciones. Radículas visibles en semillas, indican que no hubo efecto. a) Semillas sin tratar: b) dosis 1 % p/v, c) dosis 2 % /v ,d) dosis 3.33 % p/v, e) tratamiento Control (+ 3.33 % p/v) .
Figure 4. Experiment 5. P. oleracea seeds treated with ethanol extract at di- fferent concentrations. Visible radicles in seeds, indicate that there was no effect. a) Untreated seeds: b) dose 1 % p/v, c) dose 2 % /v, d) dose 3.33 % p/v,
Control + (3.33 % p/v).
Por otro lado, se han empleado extractos etanólicos de Tagetes lucida (pericón) a concentraciones de 100, 630 y 1000 ppm para evaluar la germinación y crecimiento radicular de A. hypochondriacus a partir de un bioensayo en placas de Petri, encontrándose que dicho extracto a la mayor con- centración (1000 ppm) inhibió al 100 % la germinación de la arvense antes mencionada (Torres, 2021).
En condición in vitro el efecto fitotóxico de extractos de fruto de chile manzano (C. pubescens) a diferentes con- centraciones sobre A. hybridus, mostraron inhibición sobre la germinación, a partir de dosis de 5 % hasta 20 %, con evidente reducción entre 98 - 99 % respectivamente (García et al., 2013), en este caso fueron identificados un alcaloide (capsaicina), implicado en el efecto inhibitorio, junto a la acción sinérgica de diferentes alcaloides.
Según Motmainna et al. (2021) los alcaloides actúan in- hibiendo la germinación de semillas, así como el crecimiento de algunas plantas, la toxicidad de estos compuestos depen- de específicamente como en todos los aleloquímicos, de la dosis, además de la sensibilidad de la especie diana, del sitio de acción y sin duda también tiene mucho que ver la etapa de desarrollo del organismo, lo que corrobora los resultados expuestos en los bionesayos etanolicos y acusos.
En cuanto a P. oleracea, Erez y Fidan (2015) obtuvieron resultados muy similares, con el efecto alelopático detectado en extracto etanólico de Salvia macrochlamys (hojas y tallos), sobre la germinación de la arvense antes mencionada. En este se informó también, que la germinación fue inhibida cuando se expuso sobre las semillas extracto a concentra- ciones mayores a 2.5 %, con efecto alelopático negativo, que fue significativamente mayor con el aumento de la concen- tración (García et al., 2013). Estos infirieron que los esto podía deberse a la alta concentración de compuestos fenólicos y
flavonoides, pero atribuyeron los efectos principalmente, a ácidos grasos presentes en el extracto de S. macrochlamys. Y mencionan que los ácidos grasos, podría estar vinculado con la absorción de las semillas, que interfieren enzimas como las lipasas y otras como isocitrato liasa en los cotiledones.
El efecto de un extracto etanólico de Paspalum mariti- mum, obtenido a partir del tallo y raíz de esta contribuyeron a una disminución en la germinación y longitud radicular (LR) en P. oleracea (Pereira et al., 2019). Indicando tuvo un efecto específicamente sobre la elongación y división celular, cuanto menor sea el IVG, el tiempo necesario para germinar será mayor. Estos llegaron a la conclusión que el extracto etanólico crudo y las fracciones obtenidas con cloroformo y hexano presentaron mayor capacidad extractiva de los ale- lo- químico, sin embargo, aunque determinaron el potencial osmótico del extracto etanólico, entre -0.015 y -0.126 MPa, no mencionaron nada respecto al pH.
Los resultados indicaron que ambos extractos mostraron potencial alelopático sobre las especies aceptoras A. hypo- chondriacus y P. oleracea.
Se observó inhibición en la germinación en la longitud radicular y en la tasa de germinación, a medida que la con- centración de los extractos aumentaba. El tratamiento 3,33
% fue el que influyó significativamente mejor en cuanto al efecto alelopático negativo.
El efecto dependió en gran medida de la especie aceptora, siendo P. oleracea más sensible al extracto acuoso. Mientras que A. hypochondriacus mostró mayor sensibilidad respecto al extracto etanólico.
Por lo que, los efectos alelopáticos difirieron entre geno- tipos, especie donante y especie diana o aceptora.
Agradecemos a la dirección TecNM/ del Instituto Tecnológico de Zacatepec y al CONAHCYT por su apoyo en la realización de esta investigación.
No existen conflictos de intereses.
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